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多相离散随机介质探地雷达三维数值模拟
被引量：
3
1
作者
郭士礼
闫飞
+1 位作者
朱培民
李修忠
《电波科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2016年第1期173-179,共7页
沥青混凝土是典型的多相离散随机介质,为了研究探地雷达波在这种介质中的传播特征,基于随机介质模型理论与统计学方法,研究了沥青混凝土芯样的空间随机分布统计特征、各组成物质体积百分比、自相关函数及其特征参数(如自相关长度、自相...
沥青混凝土是典型的多相离散随机介质,为了研究探地雷达波在这种介质中的传播特征,基于随机介质模型理论与统计学方法,研究了沥青混凝土芯样的空间随机分布统计特征、各组成物质体积百分比、自相关函数及其特征参数(如自相关长度、自相关角度等),基于量化约束多相离散随机介质模型建模算法,构建了与之对应的多相离散随机介质三维模型.采用时域有限差分法建立了商用探地雷达蝶形天线的三维模型,开展了多相离散随机介质探地雷达三维数值模拟.研究结果表明:多相离散随机介质模型不仅能全面、准确地描述沥青混凝土的介质特征,而且可用于描述其他的复杂非均质混合物,其模拟剖面与实测剖面相符,有利于指导探地雷达沥青混凝土质量无损检测实测剖面的数据解译.
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关键词
探地雷达
多相离散随机介质
数值模拟
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职称材料
基于改进双向峰-谷搜索算法的煤矸模型电磁波正演模拟
2
作者
史翔予
司垒
+2 位作者
王忠宾
魏东
顾进恒
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2023年第10期87-95,共9页
实现放顶煤过程煤矸含量自动识别是综采自动化的重要目标,现有煤矸含量自动识别方法存在准确性、实时性较低等问题。放顶煤过程产生的煤矸混合物是由煤、矸石和空气形成的三相介质,各相介质的电性参数不同,在不同组分的混合三相介质中,...
实现放顶煤过程煤矸含量自动识别是综采自动化的重要目标,现有煤矸含量自动识别方法存在准确性、实时性较低等问题。放顶煤过程产生的煤矸混合物是由煤、矸石和空气形成的三相介质,各相介质的电性参数不同,在不同组分的混合三相介质中,电磁波的传播特性也不同。煤和矸石相对介电常数差异明显,通过研究不同含矸率煤矸混合物的电性参数,可为放顶煤工作面含矸率自动识别提供新的思路和方法。为了探究不同含矸率煤矸混合物的电性差异,提出了一种基于分治策略的双向峰-谷搜索算法,基于该算法建立了煤矸多相离散随机介质模型,基于麦克斯韦方程组及其本构关系方程,利用时域有限差分法对所建立的模型进行电磁波正演模拟。分析表明,基于分治策略改进双向峰-谷搜索算法后,煤矸多相离散随机介质模型中的煤、矸石、空气三相之间不仅存在明显的相界面,且各相离散程度更大,不存在聚集现象,因此局部介质也能体现整体的电性参数,能够满足电磁波正演的介质模型需求。正演模拟结果表明:(1)激励信号的频率会影响透射波的幅值,在12 GHz范围内,激励信号频率越高,透射波幅值越大;频率过低会降低信号的鲁棒性,激励频率应高于2 GHz。(2)煤矸混合物的含矸率与介质整体的等效介电常数呈正相关。含矸率越高,电磁波信号的传播损耗越多,接收平面接收到的信号幅值越小,电磁波信号穿透介质所用的时间越长。不同含矸率之间呈现明显的差异性,可以用作综采放顶煤含矸率识别的依据。
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关键词
放顶煤工作面
煤矸识别
含矸率
电磁波正演
分治策略
双向峰-谷搜索算法
多相离散随机介质
模型
时域有限差分法
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职称材料
题名
多相离散随机介质探地雷达三维数值模拟
被引量：
3
1
作者
郭士礼
闫飞
朱培民
李修忠
机构
河南工程学院资源与环境学院
河南高速公路试验检测有限公司
中国地质大学地球物理与空间信息学院
黄淮学院建筑工程学院
出处
《电波科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2016年第1期173-179,共7页
基金
河南省高等学校重点科研项目(15A170005)
河南工程学院博士基金(D2014008)联合资助
文摘
沥青混凝土是典型的多相离散随机介质,为了研究探地雷达波在这种介质中的传播特征,基于随机介质模型理论与统计学方法,研究了沥青混凝土芯样的空间随机分布统计特征、各组成物质体积百分比、自相关函数及其特征参数(如自相关长度、自相关角度等),基于量化约束多相离散随机介质模型建模算法,构建了与之对应的多相离散随机介质三维模型.采用时域有限差分法建立了商用探地雷达蝶形天线的三维模型,开展了多相离散随机介质探地雷达三维数值模拟.研究结果表明:多相离散随机介质模型不仅能全面、准确地描述沥青混凝土的介质特征,而且可用于描述其他的复杂非均质混合物,其模拟剖面与实测剖面相符,有利于指导探地雷达沥青混凝土质量无损检测实测剖面的数据解译.
关键词
探地雷达
多相离散随机介质
数值模拟
Keywords
ground penetrating radar
multiphase discrete random medium
numerical simulation
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
基于改进双向峰-谷搜索算法的煤矸模型电磁波正演模拟
2
作者
史翔予
司垒
王忠宾
魏东
顾进恒
机构
中国矿业大学机电工程学院
出处
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2023年第10期87-95,共9页
基金
国家自然科学基金面上项目(52074271)
江苏省自然科学基金面上项目(BK20211245)
江苏高校优势学科建设工程项目(苏政办发(2018)87号)。
文摘
实现放顶煤过程煤矸含量自动识别是综采自动化的重要目标,现有煤矸含量自动识别方法存在准确性、实时性较低等问题。放顶煤过程产生的煤矸混合物是由煤、矸石和空气形成的三相介质,各相介质的电性参数不同,在不同组分的混合三相介质中,电磁波的传播特性也不同。煤和矸石相对介电常数差异明显,通过研究不同含矸率煤矸混合物的电性参数,可为放顶煤工作面含矸率自动识别提供新的思路和方法。为了探究不同含矸率煤矸混合物的电性差异,提出了一种基于分治策略的双向峰-谷搜索算法,基于该算法建立了煤矸多相离散随机介质模型,基于麦克斯韦方程组及其本构关系方程,利用时域有限差分法对所建立的模型进行电磁波正演模拟。分析表明,基于分治策略改进双向峰-谷搜索算法后,煤矸多相离散随机介质模型中的煤、矸石、空气三相之间不仅存在明显的相界面,且各相离散程度更大,不存在聚集现象,因此局部介质也能体现整体的电性参数,能够满足电磁波正演的介质模型需求。正演模拟结果表明:(1)激励信号的频率会影响透射波的幅值,在12 GHz范围内,激励信号频率越高,透射波幅值越大;频率过低会降低信号的鲁棒性,激励频率应高于2 GHz。(2)煤矸混合物的含矸率与介质整体的等效介电常数呈正相关。含矸率越高,电磁波信号的传播损耗越多,接收平面接收到的信号幅值越小,电磁波信号穿透介质所用的时间越长。不同含矸率之间呈现明显的差异性,可以用作综采放顶煤含矸率识别的依据。
关键词
放顶煤工作面
煤矸识别
含矸率
电磁波正演
分治策略
双向峰-谷搜索算法
多相离散随机介质
模型
时域有限差分法
Keywords
top coal caving working face
coal gangue recognition
gangue content
electromagnetic wave forward modeling
divide and conquer strategy
bidirectional peak-valley search algorithm
multiphase discrete random medium model
finite difference time domain method
分类号
TD679 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多相离散随机介质探地雷达三维数值模拟
郭士礼
闫飞
朱培民
李修忠
《电波科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2016
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于改进双向峰-谷搜索算法的煤矸模型电磁波正演模拟
史翔予
司垒
王忠宾
魏东
顾进恒
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
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